H13 terase jaoks sobivad keraamilised kattematerjalid on peamiselt Al₂O₃-TiO2, Cr₃C₂-NiCr, WC-Co, TiAlSiN ja Mo₂FeB₂ jne. Erinevatel materjalidel on erinev tugevus, kulumiskindlus ja erikindlus, kulumiskindlus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus, kulumiskindlus ja kulumiskindlus. töötingimused.
I. Peamiste keraamiliste kattematerjalide võrdlus
1. Al₂O₃-TiO₂ (alumiiniumoksiid-titaandioksiidkomposiitkeraamika)
Omadused: kõrge kõvadus (~1127 HV), hea anti-adhesioon, mõõdukas kulumiskindlus
Kohaldatav protsess: plasmapihustamine (APS)
Eelised: madal hind, küps protsess; hea korrosioonikindlus fluoroplastide (nt PTFE) lagunemisel tekkiva HF suhtes; tihe kate poorsusega 2–5%
Tüüpilised kasutusalad: kuumajooksudüüsid, kollektorid, üldised survevaluvormid-
Võrdlusandmed: Pärast H13 teraspindadele pihustamist väheneb hõõrde- ja kulumismäär ligikaudu 60%.
Soovitatavad stsenaariumid: söövitavate plastide töötlemine, keskmise{0}}temperatuuri tingimused (vähem kui 500 kraadi või sellega võrdne)
2. Cr₃C₂-NiCr (kroomkarbiid-NiCr sulam)
Omadused: Äärmiselt kõrge oksüdatsioonikindlus, suurepärane termiline väsimuskindlus
Kohaldatav protsess:{0}}kiire leegiga pihustamine (HVOF)
Eelised: püsib stabiilsena üle 650 kraadi
Suurepärane kõrge{0}}temperatuuri oksüdatsioonikindlus võrreldes WC-Co
High bonding strength (>70 MPa), tugev lõhenemiskindlus
Tüüpilised kasutusalad: kuumsepistamise stantsid, kõrgtemperatuurilised-surve-valuvormid, pidevvalurullid
Testitud jõudlus: pärast 10 000 termilist tsüklit ei esine märkimisväärset pragude levikut
Soovitatavad stsenaariumid: kõrgsageduslik-termošokk, kõrge{1}}temperatuuriline oksüdatsioonikeskkond
3. WC-Co (volframkarbiid-koobalt)
Features: Ultra-high hardness (>1300 MPa) HV), suurepärane kulumiskindlus
Kohaldatavad protsessid: HVOF või ülehelikiirusega leegi pihustamine
Eelised: kulumiskindlus on üle 5 korra suurem kui H13 terasest aluspinnal. Sobib suure-pingega libisevate kulumistingimuste jaoks.
Limitations: Prone to oxidation at high temperatures (>600 kraadi). Kaassideaine on kallis ja ressurss-piiratud.
Alternatiiv: WC-Ni (nikkel koobalti asemel) võib vähendada kulusid ja parandada korrosioonikindlust.
Soovitatavad stsenaariumid: suure kulumise ja madala oksüdatsiooniriskiga survevalu- ja stantsimisstantsid.
4. TiAlSiN (titaan-alumiinium-ränitriid)
Omadused: ülikõva-(nanokaredus kuni 30 GPa), madal hõõrdetegur, vastupidav kõrgel-temperatuuri oksüdatsioonile
Kohaldatavad protsessid: füüsiline aurustamine-sadestamine (PVD)
Eelised: Katte paksus vaid 2–5 mm μm, ei mõjuta mõõtude täpsust
Säilitab kõrge kõvaduse 550 kraadi juures
Vähendab märkimisväärselt sulametalli nakkumist
Teadustöö tugi: Shandongi ülikooli Lin Juni meeskond kinnitas, et TiAlSiN kate parandab H13 terase kulumiskindlust peaaegu 2 korda
Soovitatavad stsenaariumid: täppisplastist vormid, optiliste komponentide vormid, rakendused, mis nõuavad kõrget -adhesioonikindlust
5. Mo₂FeB₂ (kolmekomponentne boriidkeraamika)
Omadused: in-situ sünteesitud keraamiline faas, peened terad, terase omale lähedane soojuspaisumistegur
Kohaldatav protsess: reaktiivne leegiga pihustamine (RFS)
Eelised: mikrokõvadus ulatub 1200 HV0.1-ni, suurepärane kulumiskindlus ja termiline väsimuskindlus
Madal nakkuvuspinge H13 terasest aluspinnaga, ei kaldu pragunema
Teadusuuringute tugi: Hubei tehnikaülikooli uuringud näitavad, et see kate on stabiilne 600-kraadise termilise tsükli all
Soovitatavad stsenaariumid: suured-suurusega survevaluvormid-, rakendused, mis nõuavad nii termilist väsimuskindlust kui ka kulumiskindlust
II. Materjalivaliku soovituste kokkuvõte
Materjalid Optimaalne jõudlus, soovitatav protsess, kohaldatavad stsenaariumid
Al₂O₃-TiO₂: korrosioonikindel, anti-adhesioon; APS (fluoropolümeerplastid); kuumajooksjad, üldkaitse
Cr₃C₂-NiCr: kõrgel-temperatuuril oksüdatsioonikindel, termilise väsimuse suhtes vastupidav; HVOF (kõrg-temperatuuriline sepistamisstantsid, kõrgel-temperatuuriline survevalu)
WC-Co / WC-Ni: väga kulumiskindel; HVOF (kõrge-kulumisega survevalu, stantsimisstantsid)
TiAlSiN: Kõrge kõvadus, madal hõõrdumine; PVD (täppisplastist valuvormid, optilised valuvormid)
Mo₂FeB₂: tasakaalustatud üldine jõudlus; RFS (Regenerative Flask System); suured vormid, termilise väsimuse vastupidavuse nõuded
